Leerdoelen biomedische wetenschappen selectietoets
A) Vroege ontwikkeling amfibie, vogel en zoogdier en evolutionaire ontwikkeling van het hart
1. Beschrijven hoe de klievingsdelingen verlopen bij amfibie, vogel en zoogdier en uitleggen waarom deze
verschillend verlopen;
2. De vroege ontwikkeling tot en met de gastrulatie beschrijven bij amfibie, vogel en zoogdier;
3. Beschrijven welke celbewegingen er tijdens de gastrulatie plaatsvinden bij een amfibie, vogel en zoogdier;
4. Beschrijven hoe de primitieve darmbuis gevormd wordt bij amfibie, vogel en zoogdier;
5. Uitleggen hoe de lichaamsassen tijdens de gastrulatie gedefinieerd worden;
6. De evolutionaire ontwikkeling van het bouwplan van het hart bij vertebraten - amfibie, reptiel, vogel,
zoogdier (mens) - beschrijven.
B) Replicatie, reparatie en modificatie van DNA
1. Het proces van DNA-replicatie met eigen woorden omschrijven en het proces in detail tekenen;
2. Verschillende vormen van DNA-schade beschrijven;
3. Verschillende DNA-reparatie (repair) mechanismen benoemen en deze in detail tekenen;
4. Het principe van DNA-recombinatie uitleggen;
5. Beschrijven hoe CRISPR-Cas9 werkt.
A.1 Verloop klievingsdelingen amfibieën, vogels en zoogdieren
Amfibieën
De klievingsdelingen in de meeste kikker- en salamanderembryo’s zijn radicaal symmetrisch en holoblastisch; de
dooier ligt in de plantaardige pool, wat zorgt voor een belemmering voor de celdeling. De eerste splitsen begint bij
de dierenpool en verplaatst zich langzaam richting het vegetatieve gebied. De derde splitsing is equatoriaal, maar
de splitsingsgroeve bevindt zich niet bij de evenaar, maar richting de dierlijke pool en wordt het embryo verdeeld
in vier dierlijke micromeren en vier plantaardige macromeren. Er is sprake van een ongelijke holoblastische
splitsing, veroorzaakt door de verschillende snelheden bij de twee polen. Een embryo van 16 tot 64 cellen heet een
morula en een embryo met meer dan 128 cellen heet een blastula, waarbij de blastocoel, blastocyst cavity,
tevoorschijn komt. De blastocoel maakt cel migratie mogelijk tijdens de gastrulatie en voorkomt dat onderliggende
cellen voortijdig in wisselwerking treden met de cellen erboven.
Beknopt:
Klievingsdelingen zijn holoblastisch en mesolectihaal, en embryo’s zijn radicaal symmetrisch. Eerste splitsing bij
dierenpool, verplaatst richting vegetatieve gebied. De derde splitsing is equatoriaal, waarbij de splitsingsgroeve in
het animaal gebied ligt 4 macromeren en 4 micromeren, dus ongelijke mesolectihale holoblastische splitsing.
16-64 cellen morula, 128+ cellen blastula met blastocoel.
Vogels
Bevruchting vindt plaats in de eileider, voordat het eiwit en de schaal erop worden uitgescheiden. Een kippenei is
telolecithaal, met een blastodisc boven op een grote dooier. Doordat kippeneieren dooierig zijn, ondergaan ze
schijfvormige/discoïdale meroblastische klieving. De eerste splitsingsgroef is centraal in de blastodisc, de andere
splitsingen volgen om een enkellaags blastoderm te creëren. De splitsingen gaan niet door tot het dooierrijke
cytoplasma, de splitsingscellen zijn continue met elkaar verbonden en hebben dooier onder hen. Door equatoriale
en verticale splitsingen verandert het blastoderm in een meerder laags weefsel, waar de cellen zijn verbonden
door tight junctions. Tussen het blastoderm en de dooier ontstaat de subgerminale holte door blastodermcellen
vloeistof uit het albumine (eiwit) te absorberen en dit uitscheiden tussen zichzelf en de dooier. De diepe cellen in
het midden van het blastoderm sterven af, waarbij een area pellucida achterblijft, wat later het grootste deel van
het uiteindelijke embryo zal vormen. De perifere ring van blastodermcellen die hun diepe cellen niet hebben
, afgestoten vormt het gebied area apoca. Tussen deze twee gebieden is een dunne laag cellen genaamd de
marginale zone, dit bepaald tijdens de vroege ontwikkeling van kuiken het lot van de cellen.
Beknopt:
Bevruchting in eileider. Kippenei is telolecithaal met blastodisc schijfvormige/discoïdale meroblastische
klieving. Eerste splitsingsgroef centraal in blastodisc, volgende splitsingen vormen enkellaags blastoderm.
Equatoriale en verticale splitsingen blastoderm wordt weefsel met tight junctions ontstaan subgerminale
holte. Afsterven diepe cellen worden area pellicuda, niet afgestorven cellen worden area apoca en daartussen
ontstaat marginale zone.
Zoogdieren
De eicel van zoogdieren komt vrij uit de eierstok en wordt naar de eileider gevoerd met behulp van fimbriae. In de
ampul vindt de bevruchting plaats, de meiose is dan voltooid. Een dag later beginnen de eerste klievingsdelingen
terwijl de trilharen in de eileider het embryo naar de baarmoeder duwt door de zona pellicuda, die voorkomt dat
het embryo vroegtijdig aan de eileider hecht. Zoogdieren maken gebruik verdichting tijdens de klieving. Tijdens het
8-cellige stadium zitten de blastomeren in een losse opstelling. Na de derde splitsing kruipen de losse blastomeren
dicht bij elkaar, waarbij ze een compacte bal van cellen vormen. Tight junctions in de buitenste laag van de bal
stabiliseren de buitenste cellen van de bal en sluiten de binnenkant van de bal af. De cellen aan de binnenkant
vormen gap junctions, waar kleine moleculen en ionen kunnen passeren. De morula bestaat uit kleine interne
cellen; binnenste celmassa waaruit het uiteindelijke embryo ontstaat; die worden omgeven door trofoblastcellen;
die later het weefsel van de chorion (=embryonale deel placenta) worden. In het 64-celstadium worden de
trofoblastcellen en binnenste celmassa afzonderlijke cellagen, zodat het vroege zoogdierembryo kan hechten aan
de baarmoeder en de ontwikkeling van het embryo kan beginnen. De binnenste celmassa scheidt eiwitten uit die
ervoor zorgen dat de trofoblastcellen gaan delen. Tijdens de cavitatie scheiden trofoblastcellen vloeistof in de
morula om een blastocoel te creëren. De binnenste celmassa verschuift naar één kant van de ring trofoblastcellen,
de rest van de structuur heet de blastocyst.
Beknopt:
Eicel van eierstok naar eileider met behulp van fimbriae, bevruchting in ampel. Eerste klievingsdelingen onderweg
naar baarmoeder door zone pellucida. Bij zoogdieren verdichting; na derde klievingsdeling komen de losse
blastomeren bij elkaar vorming bal met tight- en gap junctions. Morula bestaat uit trofoblastcellen, binnenste
celmassa en blastocoel/ blastocyst, wat ontstaat door cavitatie. De delingen zijn holoblastisch en isolectihal.
A.2.3 Gastrulatie amfibieën, vogels en zoogdieren en celbewegingen
Amfibieën (Xenopus laevis)
Amfibische blastulae brengen de gebieden bestemd voor endoderm naar binnen te brengen, waarbij cellen van
het ectoderm naar buiten gebracht moet worden om het geheel te omringen. De cellen mesoderm moeten tussen
het ecto- en endoderm geplaatst worden. Onbevruchte ei heeft polariteit langs de dier-vegetale as; oppervlak van
dierlijke hemisfeer worden cellen van het ectoderm en oppervlak van plantaardige hemisfeer zullen cellen van
het endoderm worden. De mesodermale cellen vormen vanuit cytoplasma tussenin. Voor begin gastrulatie moet
het genoom geactiveerd worden, gebeurd pas bij twaalfde celcyclus. Transcriptie genen maakt blastomeren
beweeglijker.
Initiëring gastrulatie aan dorsale (rug)zijde van embryo in de marginale zone, (samenkomen dierlijke- en
plantaardige hemisfeer). Cellen dringen binnen en vormen een spleetachtige blastopore met als ingang de dorsale
lip en worden hier veranderd hoofd cel naar binnenkant embryo, contact buitenoppervlak door slanke nek
(=flescellen, die later de voorrand van het archenteron bekleden en cellen van de voordarm worden), dit is
invaginatie. Het gedeelte aan de binnenkant heet vanaf nu het endoderm. Hierna begint de involutie van de
marginale zonecellen. De dierlijke cellen ondergaan epibolie en komen samen bij de blastopore om het ectoderm
aan het oppervlakte te vormen. Wanneer migrerende marginale cellen de dorsale lip van de blastopore bereiken,
draaien ze naar binnen en reizen ze langs het binnenoppervlak van de buitenste dierlijke hemisfeercellen
